La communication secrète quantique réalise une transmission d'informations sécurisée basée sur des principes quantiques. Maintenant, les schémas de communication secrète quantique les plus développés sont basés sur la distribution de clés quantiques. Dans ces régimes, la fonction quantique est limitée pour réaliser la génération et la transmission de clés secrètes, tandis que la transmission de l'information dépend encore des technologies de communication classiques.

De tels schémas sont maintenant suffisamment matures pour des applications commerciales. D'autre part, les chercheurs dans le domaine des communications quantiques consacrent toujours leurs efforts à l'exploration de nouveaux schémas de communication basés sur les théories et technologies de l'information quantique, qui sont au-delà de la distribution de clés quantiques.

Un sujet représentatif est la communication directe sécurisée quantique (QSDC). Le premier protocole QSDC est basé sur l'intrication quantique a été proposé en 2000 par le professeur Long de l'Université Tsinghua, Chine. Il a été profondément étudié théoriquement, mais il n'y a eu aucune percée dans les expériences pour ce protocole. La raison en est qu'il nécessite de nombreuses fonctions quantiques complexes telles que la génération d'états de Bell intriqués, Mesure d'état de cloche et mémoires quantiques pour les photons, qui sont difficiles à réaliser.

Récemment, Le groupe du professeur Zhang à l'Université de Tsinghua a réalisé la première expérience QSDC basée sur l'intrication basée sur les technologies de la fibre optique, dans lequel deux fibres optiques de 500 mètres sont utilisées comme canaux quantiques. Premièrement, selon l'exigence de QSDC basé sur l'intrication, ils ont proposé et développé une nouvelle source de lumière quantique à base de fibres pour la génération de l'état de Bell enchevêtré par polarisation dans la bande des télécommunications.

La question clé de cette source de lumière quantique est de savoir comment séparer les deux photons en paire, qui sont à la fois intriquées en polarisation et dégénérées en fréquence. Les chercheurs introduisent le vecteur-spontané, effets de mélange à quatre ondes dans une boucle de fibre Sagnac bidirectionnelle, séparation des deux photons d'une paire par l'effet d'interférence à deux photons aux ports de sortie de la boucle de fibre de Sagnac. Cette source de lumière quantique ouvre la voie à la réalisation du QSDC basé sur l'intrication sur des fibres optiques. Puis, les chercheurs ont établi le système expérimental de QSDC basé sur l'enchevêtrement basé sur les technologies de la fibre optique, réaliser le système de mesure de l'état de Bell à polarisation intriquée par des composants de fibre et utiliser des fibres à dispersion décalée comme mémoires quantiques pour les photons. Dans ce système, ils ont démontré avec succès deux fonctions cruciales du QSDC basé sur l'intrication, test de sécurité par la mesure de l'intrication de polarisation et des processus de codage/décodage basés sur la manipulation et la mesure des états de Bell intriqués par polarisation. Les résultats expérimentaux ont montré que le QSDC basé sur l'intrication pouvait être réalisé sur des liaisons en fibre.

Ce travail est la première expérience QSDC basée sur l'intrication avec des fonctions complètes, utilisant des fibres optiques de 500 mètres comme canaux quantiques et réalisant toutes les fonctions basées sur les technologies de la fibre optique, y compris la génération et la mesure de l'état de Bell enchevêtré par polarisation, et les mémoires quantiques. Il montre que QSDC peut être réalisé par des technologies sur étagère de communications optiques, qui est privilégiée pour ses futures applications dans les réseaux de fibres optiques.